2017-01-04
Несколько одинаковых стальных или костяных шаров подвешены на нитях, прикрепленных к одной доске (рис.). Шары в начальном положении касаются друг друга, и нити параллельны между собой. Если крайний правый шар отвести и отпустить, то, после удара о неподвижные шары, он останется в покое, а крайний левый шар отскочит. Если же отвести справа не один, а два шара и отпустить их одновременно, то слева отскочат тоже два. Как объяснить этот опыт?
Решение:
Удар костяных шаров можно рассматривать как абсолютно упругий удар. Если при абсолютно упругом центральном ударе двух одинаковых шаров один до удара покоится, то, как известно, после удара покоившийся шар начинает двигаться со скоростью, равной той, которую имел первый шар до удара, а ранее двигавшийся шар останавливается, В нашей модели происходит ряд последовательных абсолютно упругих центральных ударов, одного шара о другой с теми же результатами. Но промежуточные шары передают свою скорость следующему и останавливаются. Так же и последний шар отходит со скоростью, которой обладал первый шар в момент удара; но поскольку он уже не встречает на пути других шаров, то поднимается на такую высоту, как и та, с которой упал правый шар (потерями энергии мы пренебрегаем).
Если же отвести вправо не один, а два шара и отпустить их, то они будут падать независимо один от другого. При достижении ряда шаров (3 — 8) произойдет не один удар, а последовательно два удара один за другим, т. е. сначала ударится второй о третий, а затем первый о второй (рис.).
Первый из этих ударов приведет к тому, что последний свободный шар (8-й) отойдет от седьмого и начнет подниматься кверху. После этого 7-й шар окажется свободным и в результате следующего удара (1-го шара) начнет подниматься кверху. Ясно, что оба эти шара (7-й и 8-й) отойдут на столько же, на сколько первоначально мы отвели 2-й и 1-й.